La ingestión celular se lleva a cabo a través de varios mecanismos como la difusión simple, difusión facilitada, transporte activo y endocitosis. Algunos procesos como la difusión simple y facilitada ocurren de forma pasiva siguiendo gradientes de concentración, mientras que el transporte activo requiere energía para mover sustancias en contra del gradiente. La membrana plasmática regula estrictamente lo que entra y sale de la célula a través de estos diferentes mecanismos de ingestión.

1. Funciones celulares . . .
• Ingestión (paso de sustancias por la
membrana)
• Síntesis de nuevas moléculas de proteína
• Metabolismo celular
• Secreción y excreción
• División de la célula
• Movimiento de la célula

2. Ingestión . . .
• La membrana plasmática regula efectiva-
mente lo que entra y sale de la célula.
• Prueba: el citoplasma de la célula tiene una
composición química muy diferente al
líquido extracelular!
• Existen varios procesos o mecanismos para
introducir sustancias al interior de la célula
(procesos de ingestión):
• difusión simple y osmosis
• difusión facilitada
• transporte activo
• endocitosis

3. Ingestión por difusión simple . . .
• Las moléculas de toda sustancia tienen la tendencia
de querer separarse en el espacio hasta establecer
una concentración uniforme en todo el volumen
disponible.
• El proceso de difusión se nota fácilmente en la
disolución de moléculas de permanganato de
potasio en el agua o de un perfume en el aire.
• La difusión resulta del movimiento de los átomos
debido a su contenido de energía.
• En difusión, el movimiento neto de las moléculas es
de una región de mayor a una región de menor
concentración.

4. Difusión simple es la tendencia de un movimiento
neta de moléculas de un área de mayora una de
menor concentración.

5. Ingestión por difusión simple . . .
• Algunos factores que influyen en la velocidad del
proceso de difusión son:
• el gradiente de concentraciones (entre mayor y menor)
• el peso molecular de las moléculas
• la temperatura del sistema
• el área de contacto entre las moléculas y el medio de difusión
• características del espacio
• El movimiento neto de las moléculas y el proceso de
difusión terminan cuando se establece una
concentración uniforme de la sustancia en todo el
volumen del espacio disponible!
• Algunas sustancias capaces de difusión simple a través
de la membrana plasmática son el O2, el CO2 y el alcohol.
• Osmosis es la difusión de agua a través de una
membrana semipermeable, tal como la membrana
plasmática de la célula.

6. Ingestión por difusión simple . . .
• Un caso especial de difusión simple es el
movimiento de agua a través de una membrana
semipermeable por un gradiente.
• La célula puede ganar y perder una gran cantidad
de agua en poco tiempo.
• Osmosis es difusión del agua, y el agua se mueve
de una región de mayor a una de menor
concentración de agua!
– Una solución hipertónica contiene una mayor
concentración de soluto.
– Una solución hipotónica contiene una menor
concentración de soluto.
– Soluciones isotónicas contienen la misma
concentración de soluto.

7. Dibujos de las
aquaporinas en las
membranas
celulares

8. Ingestión por difusión facilitada . . .
• Algunas moléculas, por sus propiedades y
características físico-químicas, no pueden
difundir a través de la doble capa de
fosfolípidos.
• Para algunas moléculas, existen proteínas
intrínsecas (translocasas o permeasas), las
cuales “facilitan” moverlas al interior de la
célula.
• La proteína portadora tiene un canal interior por
medio del cual la sustancia pasa.
• El movimiento de la sustancia siempre es un
tipo de difusión y será siempre de una región
de mayor a una de menor concentración.

9. Ilustración del mecanismo de la difusión facilitada.
La proteína portadora es específica para el paso
de una molécula particular.

10. Ingestión por transporte activo . . .
• Los aminoácidos, monosacáridos, varios
minerales y algunas otras moléculas importantes
son transportadas activamente a través de la
membrana plasmática.
• El mecanismo involucra a proteínas portadoras
especializadas de la membrana.
• El transporte activo es el único proceso capaz de
mover sustancias en contra el gradiente de
concentraciones (de menor a mayor
concentración; “cuesta arriba”).
• El proceso requiere del gasto de energía (ATP).

11. Ingestión por transporte activo
y la bomba de sodio!
• En su estado natural, una célula contiene poco de
sodio (Na+
) y una alta concentración de potasio (K+).
• El líquido extracelular contiene abundante sodio y
muy poco de potasio.
• Los iones de sodio y potasio pueden difundir a través
de las proteínas portadoras de la membrana.
• Existe un mecanismo activo, o bomba, para
contrarrestar la cantidad de sodio que siempre entra
por difusión y la cantidad de potasio que siempre se
pierde por difusión.
• Este mecanismo es denominado “la bomba de
sodio”.
• En este caso, tanto el sodio como el potasio son
movidos en contra sus gradientes de concentración!

12. Ilustración del mecanismo de transporte activo. El ejemplo es
de la “bomba de sodio”, proceso importante en mantener
un volumen adecuado de agua y minerales en la célula.

13. Endocitosis
• La membrana celular de muchas células puede
encerrar materia externa en una vesícula sin interrumpir
la continuidad de su superficie.
• Cuando el material ingerido es una célula entera, o
algunos fragmentos de células ya desintegradas, el
proceso se denomina fagocitosis (leucocitos eliminando
bacterias en una herida).
• Cuando la célula ingiere una cantidad del líquido
extracelular, el proceso se denomina pinocitosis
(mecanismo importante en la ingestión de proteínas y la
vitamina B12).
• El proceso inversa, por el cual sustancias son
descargadas de la célula, es la exocitosis.

14. Un lisosoma uniéndose
a una vesícula
fagocitótica.
La destrucción enzimática de
una célula bacteriana en el
proceso de fagocitosis.
Lisosomas y varios fagosomas o vesículas
fagocitóticas conteniendo bacterias en
un macrófago de conejillo de indio.

15. Ingestión: resumen
• La membrana plasmática regula eficientemente
lo que entra y sale de la célula.
• Existen varios procesos y mecanismos para
mover sustancias específicas a través de la
membrana.
• Algunos de los procesos requieren, y otros no, el
gasto de energía en su realización.
• Hay momentos cuando existe un gradiente que
favorece la difusión de agua a través de la
membrana plasmática (osmosis).
• Transporte activo es el único proceso capaz de
mover siustancias en contra del gradiente, pero
requiere gasto de energía en su realización!